الكميات ووحدات القياس الفيزيائية

لسهولة التعامل و الفهم , تم اشتقاق 22 وحدة و تم منحها اسماء و رموز خاصة بها

و سيكون الشرح على النحو التالي :

- الكمية المشتقة / الاسم / الرمز / يعبر عنها في الوحدات العالمية الأخرى بـ / يعبر عنها في الوحدات الأساسية بـ
1- زاوية المستوى / راديان / rad / ------------ / (متر/متر = 1)

2- زاوية صلبة (المقصود بها زاوية في مجسم ثلاثي الابعاد ) / ستراديان / sr /---------- / (متر مربع / متر مربع = 1 )

3- التردد / هرتز / hz /------------------- / ( ثانية -1 )

4- القوة / نيوتن / ن / ----------- / (متر x كجم x ث -2 )

5- الضغط / بسكال / Pa / (ن / م2 ) / (م-1 x كجم x ث-2 )

6- الطاقة , الشغل , كمية الحرارة / جول / ج / نxم / م2 x كجم x ث-2

7- القدرة الكهربائية / وات / W / (جول/ ث ) / م2 x كجم x ث-3

8- الشحن الكهربائي , كمية الكهرباء / كولوم / C /--------/ ث x أمبير

9- فرق الجهد الكهربائي, قوة الدفع الكهربائية / فولت / ف / ( وات / أمبير ) / م2 x كجم x ث-3 x أ مبير-1

10- السعة الكهربائية / فراد / F / (كولوم / فولت) / م-2 كجم -1 ث4 أمبير2

11- المقاومة الكهربائية / أوم / Ω / (فولت/أمبير) / م2 كجم ث-3أمبير

12- التوصيل الكهربائي / سيمنز / S / (أمبير/فولت) / م-2 كجم-1 ث3 أمبير2

13- الفيض المغناطيسي /وبر / Wb / فولت . ث / م2 كجم ث-2 أمبير-1

14- كثافة الفيض المغناطيسي / تسلا / T / (وبر/متر مربع ) / كجم . ث-2 . أمبير-1

15- الحـث / هنري / H / (وبر/أمبير) / م2.كجم.ث-2.أمبير-2

16- درجة الحرارة السيلزية / درجة سيلزية س ْ /----------------/ كيلفن

17- الفيض المضيء / لومن / lm / كانديلا . ستريديان / م2*م-2 * كانديلا = كانديلا

18- مضوائية / لكس / lx / (لومن/م2) / م2*م4*كانديلا = م-2*كانديلا

19- النشاط الاشعاعي / بيكوريل /Bq /--------/ ث-1

20- الطاقة النوعية , الجرعة الممتصة / جراي / Gy / (جول/كجم) / م2*م-2

21- الجرعة المتعادلة / سيفريت / Sv / (جول/كجم) / م2*ث-2

22- النشاط التحفيزي / كاتال / Kat / ----------/ ث ـــ 1 * مول

البدئيات للنظام الدولي

هناك 20 بادئة للنظام الدولي للوحدات تستخدم لضرب أو قسمة وحدات النظام الدولي سيتم شرحهم على النحو التالي ( المعامل (مثلا 1012 ,.... الخ ) / الاسم / الرمز )

1- 1024 / يوتا / Y

2- 1021 / زيتا / Z

3- 1018 / ايكسا / E

4- 1015 / بيتا / P

5- 1012 / تيرا / T

6- 109 / جيجا / G

7- 106 / ميجا / M

8- 103 / كيلو / K

9- 102 / هيكتو / h

10- 101 / ديكا / da

11- 101- / ديسي / d

12- 102- / سنتي / c

13- 103- / ميلي / m

14- 106- / ميكرو / µ

15- 109- / نانو / n

16- 1012- / بيكو / p

17- 1015- / فيمتو / f

18- 1018- / أتو / a

19- 1021- / زيبتو / z

20- 1024- / يكتو /y

الوحدات خارج النظام العالمي

هناك وحدات لا تتبع النظام العالمي للوحدات بالرغم من ذلك فهي وحدات مهمة و تستخدم كثيرًا على سبيل المثال:

• الدقائق ( وقت ) و يرمز لها بـ ق و قيمتها في الوحدات العالمية دقيقة = 60 ثانية

• الساعة ( وقت ) و يرمز لها بالرمز س و قيمتها ساعة واحدة = 3600 ثانية

• وحدة الزوايا : درجة , دقيقة , ثانية

• لتر

• الكترون فولت

• الهيكتر

• أنجستروم

• و هكذا

التصنيف من أنظمة الوحدات

اذا اتفق نظامين من الوحدات على نفس الوحدة لكم معين فهنا تكون تلك الوحدة هي الوحدة الرئيسية لهذا الكم فمثلا للظواهر الميكانيكية النظام العالمي يستخدم الطول, الكتلة و الوقت ككميات اساسية و تعرف بالوحدات الرئيسية .

نسجل نحن تلك الوحدات لتلك الكميات التي نعرفها بLMT ( اختصارا للثلاث كلمات Length, Mass , Time أي طول كتلة حجم )

و الوحدات الرئيسية لها على الترتيب متر, كيلوجرام و ثانية .

أي نظام وحدات يستخدم الكميات الاساسية تلك سيدرج تحت نفس التصنيف. نظام الCGS ( اختصارا لثلاث كلمات على الترتيب centimeter , Gram & Second ) يتبع نفس تصنيف الكميات الاساسية و لكن يتغير عن النظام العالمي اذ ستخدم الوحدات سنتيمتر, جرام و الثانية.

الأبعـاد

هي علاقة تصف الوحدات المشتقة للكم من الوحدات الرئيسية تسمى بُعد . و من المعتاد ( اتباع لما اقترحه ماكس ويل ) لايجاد البُعد لكم معين ك يرمز له [ك] فمثلا البعد للكثافة في نظام ال LMT

[ρ] = ML−3 و هذا يعني ان البعد للكثافة يساوي حاصل ضرب الكتلة في الطول مرفوع لاس سالب 3

كميات الابعاد و كميات الغير أبعاد :

الكميات هي قيم عددية محددة في كل نظام من أنظمة الوحدات و تسمى الكميات الغير مبعدة - اي كميات ليس لها ابعاد - و الباقي من الكميات لها ابعاد .

تطابق الابعاد من المعادلة :

الابعاد لكل طرف من طرفي المعادلة لابد ان تكون متساوية فيزيائيا. خلاف ذلك المساوى في نظام واحد قد تكسر عند التحويل إلي نظام اخر ، وتستخدم هذه الحقيقة في إخراج وحدات مشتقة من الوحدات الرئيسية.

مثال :

في نظام LMT ابعاد الكتلة هي M و العجلة LT-2 , يمكننا اشتقاق بعد القوة تبعا لقانون نيوتن الثاني

f = ma

f] = [m] [a] = MLT−2]

و في طريقة اخرى ابعاد القوة LMT-2




يمكننا تحديد الأس مجهول '?' في المعادلة التالية التي تتطلب نفس الوحدات على كلا الجانبين :

E = m ?c

ML2T2 = M(LT-1)?

? = 2

هذا نوع وحد من تحليل الابعاد, و الذي يسمح لنا بالتعرف المتحكم في الكميات الفيزيائية الغير معروفة أو معقدة الكمية .

ديناميكا السوائل, ميكانيكا المواد الصلبة و الديناميكة الحرارية ثلاثتهم جعلوا استخدام التحليل للابعاد كبير جدًا.

بعض العوامل التي تحول ما بين النظام العالمي و النظام الانجليزي :


البعد - الوحدة العالمية - الوحدة الانجليزية - العامل المحول

الطول - متر - قدم - 0.305م/قدم

الوقت - ثانية - ثانية - -------------

الكتلة - كيلوجرام - سبيكة - 14.6كجم/سبيكة

القوة - نيوتن - رطل - 4.45نيوتن/رطل

الضغط - باسكال - رطل لكل بوصة مربعة - 6900 بسكال/ رطل كل بوصة مربعة

في النظام العالمي الكتلة وحدة اساسية و القوة وحدة مشتقة - كجم و نيوتن على الترتيب - اما في النظام الانجليزي فالقوة وحدة اساسية و الكتلة مشتقة - رطل و سبيكة على الترتيب - وهذا شيء ليس بالمهم في التجارب .